CFD网格的通俗介绍
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cfd算例编程-回复如何用CFD(计算流体力学)进行模拟和分析。
计算流体力学(CFD)是一种数值方法,用于模拟和分析流体力学问题。
它基于将流体的运动和相互作用方程离散化,并使用数值方法对这些方程进行求解。
在本文中,我们将详细介绍如何使用CFD进行模拟和分析。
第一步:建立几何模型和网格在CFD中,首先需要建立一个几何模型来描述要模拟的流体系统。
这个模型可以是一个三维实体或者一个二维平面。
为了对这个模型进行数值计算,我们需要将其离散化为网格。
网格是由一系列单元组成的,每个单元上有一个节点,表示流体的特性。
建立几何模型和网格的方法有很多种,可以使用专业的CAD软件来建模,并将模型导入CFD软件进行后续分析。
另外,也可以使用一些CFD 软件自带的网格生成工具来自动生成网格。
第二步:设定边界条件在进行CFD模拟之前,需要对流体系统的边界条件进行设定。
边界条件包括流体的速度、压力、温度等信息。
这些边界条件将对流体在计算过程中的行为产生重要影响。
设定边界条件时,我们需要考虑到系统的物理性质和实际情况。
例如,对于一个流过管道的气体,可以设定管道入口处的速度和温度,出口处的压力和温度等。
通过合理设定边界条件,可以模拟出流体在不同边界条件下的行为。
第三步:选择合适的模型和求解方法在CFD中,需要选择合适的数学模型和求解方法来描述流体的行为。
常见的模型包括Navier-Stokes方程、湍流模型、传热模型等。
选择合适的模型非常重要,因为不同的模型适用于不同的流体系统。
在选择了合适的模型后,还需要选择适合的求解方法。
常用的求解方法包括有限体积法、有限差分法和有限元法等。
这些方法基于数值算法对模型进行离散化,并使用数值迭代的方式求解出流体的各项参数。
第四步:进行CFD模拟一切准备就绪后,就可以进行CFD模拟了。
在模拟过程中,CFD软件会根据设定的边界条件和数学模型,对网格上的每个节点进行计算,并求解出流体的速度、压力、温度等参数。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具:ICEM CFD。
它是一个建模、划分网格的集成工具,功能非常强大。
我也只是蜻蜓点水的用了几次,感觉确实非常棒,以前遇到复杂的模型,用过几个划分网格的工具。
但这是我觉得最方便和最具效率的。
网格划分很大程度上影响着后续的仿真分析——相信各位都有所体会。
而ICEM CFD特别长于划分六面体网格,相信无论是结构或流体(当然铁别是流体),都会得益于它的威力。
ICEM CFD建模的能力不敢恭维,但划分网格确实有其独到之处。
教程开始前,作一个简单的原理介绍,方面没有使用过ICEM CFD的朋友理解主要的任务:111如下图:1:白色的物体是我们需要划分网格的,但是它非常不规则。
2:这时候你一定想:怎么这个不规则呢,要是它是一个方方正正的形状多好(例如红色的那个形状)01111于是有了这样一种思想:1:对于异型,我们用一种规则形状去描述它。
2:或者说:如果目标形状非常复杂,我们就用很多规则的,简单的形状单元合成在一起,去描述它。
之后,将网格划分的设置,做到规则形状上。
最后,这些规则,通过最初的“描述”关系,自动的“映射”到原先的复杂形状上——问题就得到了解决!!!ICEM CFD正是使用了这种思想。
如下是一个三通管,在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后,选择如下图:03111如下:1:代表工作空间里的实体2:代表某实体的子实体,可以控制它们的开关状态3:控制显示的地方04下面需要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体。
这个真实的物体的外形由我们导入的外形来定义。
——我们导入的外形并不是真实的实体。
这个概念要清楚。
但是今后基本上不会对这个真实的实体作什么操作。
这种处理方式主要是为工作空间内有多个物体的时候准备的。
051:点击“创建Body”2、3:点选这两个点4:于是创建出一个叫“Body”的实体操作中,左键选择,中键确认,右键完成并退出——类似的操作方法很多地方用到,要多练习,今后就不特别说明了06下面需要创建我们最需要的东西:那个“规则的形状”ICEM CFD里,这个实体叫 Block可以如下方式创建之:07注意到我们现在多了一个黑框,怎么样,够规则吧?呵呵,开个玩笑。
ICEM网格划分原理ICEM(Icem CFD)是一种用于流体力学计算的网格生成软件,广泛应用于航空航天、汽车、能源、船舶等领域。
ICEM网格划分原理主要包括松劲网格划分、结构化网格划分和非结构化网格划分三个部分。
下面将详细介绍这些原理。
1.松劲网格划分:松劲网格划分顾名思义是指网格的单元格可以灵活地重新排列和处理。
通常用于处理比较复杂的几何形状。
计算机先将几何形状映射到一个参数空间中,然后网格划分软件根据给定的规则生成初始网格。
网格可以通过细化和简化单元格来调整,以适应不同的模拟需求。
优点是可以对复杂几何形状进行灵活处理,但由于网格的复杂性,计算效率较低。
2.结构化网格划分:结构化网格划分是指网格按照一定的规律排列,形成规则的矩形或立方体结构。
这种网格划分方法适用于较简单的几何形状,如长方体或柱体。
结构化网格划分的原理是先将几何形状划分为一定数量的网格单元,然后再根据需求进行细分或剖分,以满足数值计算的精度要求。
结构化网格划分的优点是计算效率高,但对于复杂几何形状的处理能力有限。
3.非结构化网格划分:非结构化网格划分是指网格以不规则的三角形、四面体或多边形等形式排列,适用于包含复杂流动特性的几何形状。
非结构化网格划分的原理是先根据几何形状创建一个初始网格,然后利用边界层法、代数生成法、移动网格法等技术对网格单元进行优化和调整,以满足数值计算的要求。
非结构化网格划分的优点是适用范围广,可以处理复杂的几何形状和边界条件,但计算效率相对较低。
除了以上三种基本的网格划分方法,ICEM还提供了一系列的划分技术和工具,如自适应网格划分、边界层自动生成、网格加密等。
自适应网格划分是指在计算过程中根据流动场的变化,动态地调整网格分辨率和密度,以获得更准确的计算结果。
边界层自动生成是指根据流动特性和模拟条件自动生成边界层,以精确模拟边界层流动。
网格加密则是通过增加网格单元数量来提高计算精度,适用于需要高精度模拟的流动问题。
CFD方案介绍CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)是一种基于数值方法的流体力学模拟技术,可用于分析和解决与流体相关的问题。
它通过对流体的运动进行数值求解,预测流体的行为,并提供详细的流体力学信息。
CFD方案是一种将CFD技术应用于实际工程问题的方法和流程的总称。
它包括建立数学模型、网格划分、数值求解和后处理等步骤。
CFD方案可以帮助工程师在设计和优化过程中对流体流动进行准确的分析和评估。
CFD方案的步骤步骤1:建立数学模型CFD方案的第一步是建立数学模型,这是对实际工程问题进行描述的数学公式和方程。
在建立数学模型时,需要考虑所需的物理方程、边界条件和初始条件等。
CFD方案中常用的数学模型包括:•线性稳态模型:适用于稳态流动问题,如管道流动和流体输运等。
•瞬态模型:适用于瞬态流动问题,如爆炸冲击、速度冲击等。
•湍流模型:适用于湍流流动问题,如湍流边界层、湍流流体力学等。
步骤2:网格划分网格是对空间进行离散化处理的方法,用于将连续域的问题转化为离散域的问题。
在CFD方案中,网格划分是非常重要的一步,它直接影响到模拟结果的准确性和计算效率。
常见的网格划分方法包括:•结构化网格:将计算区域划分为规则的网格单元,适用于简单几何形状和边界条件规则的问题。
•非结构化网格:将计算区域划分为不规则的网格单元,适用于复杂几何形状和边界条件复杂的问题。
步骤3:数值求解数值求解是CFD方案中的核心步骤,它通过数值方法对建立的数学模型进行求解,得到流体的速度、压力和温度等相关信息。
数值求解方法可以分为迭代求解和直接解析两种。
常用的数值求解方法包括:•有限差分法(FDM):将问题的连续域离散化为有限的局部域,并在每个局部域中使用差分近似来计算非线性方程。
•有限体积法(FVM):将问题的连续域离散化为有限体积,利用控制方程在体积内进行积分得到离散方程。
•有限元法(FEM):将问题的连续域划分为有限的单元,并在每个单元上构建适当的形函数来近似求解问题。
超大规模结构网格CFD数值模拟的初步研究在科技的海洋中,计算流体动力学(CFD)如同一艘精密的航船,它承载着科学家们对流体世界未知领域的探索梦想。
随着计算机技术的飞速发展,超大规模结构网格CFD数值模拟成为了这一领域中的新星,其光芒逐渐照亮了流体力学的未来。
首先,让我们来探讨一下超大规模结构网格CFD数值模拟的重要性。
在传统的CFD模拟中,由于计算资源的限制,我们往往只能对有限的区域进行模拟,这就像是在茫茫大海中只观察一滴水一样,虽然可以得出一些结论,但总是缺乏全局的视角。
而超大规模结构网格的出现,就像是给我们配备了一副望远镜,使得我们可以从更广阔的角度去观察和理解流体的行为。
然而,超大规模结构网格CFD数值模拟并非没有挑战。
它的计算量巨大,对计算机的性能要求极高,这就像是驾驶一艘巨轮穿越汹涌的海浪,需要有足够的动力和稳定性才能确保航行的安全。
此外,随着网格数量的增加,数值误差也会累积,这就需要我们像精密的钟表匠一样,对每一个细节都进行精确的调整和控制。
在实际应用中,超大规模结构网格CFD数值模拟已经展现出了其强大的能力。
在航空航天领域,它可以帮助我们更准确地预测飞行器周围的气流分布;在气候变化研究中,它可以模拟全球范围内的气候系统;在能源开发中,它可以优化风力发电机的设计。
这些应用就像是一颗颗璀璨的明珠,镶嵌在科技发展的皇冠上。
但是,我们也必须看到,超大规模结构网格CFD数值模拟还处于初级阶段,它的潜力还远远没有被完全挖掘出来。
我们需要更多的研究来提高其精度和效率,需要更多的创新来解决目前存在的问题。
这就像是一场马拉松比赛,我们现在只是刚刚起步,前方的道路还很长。
在未来的发展中,超大规模结构网格CFD数值模拟将会与人工智能、大数据等技术紧密结合,形成更为强大的工具。
它将会在更多的领域发挥作用,比如在环境保护、生物医学、材料科学等方面,都将有其独特的贡献。
这就像是一场科技的革命,将会改变我们对世界的认知和利用方式。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门【1 】111AnsysWB里集成了一个异常重要的对象:ICEM CFD.它是一个建模.划分网格的集成对象,功效异常壮大.我也只是蜻蜓点水的用了几回,感到确切异常棒,以前碰到庞杂的模子,用过几个划分网格的对象.但这是我认为最便利和最具效力的.网格划分很大程度上影响着后续的仿真剖析——信任列位都有所领会.而ICEM CFD特殊长于划分六面体网格,信任无论是构造或流体(当然铁别是流体),都邑得益于它的威力.ICEM CFD建模的才能不敢奉承,但划分网格确切有其独到之处.教程开端前,作一个简略的道理介绍,方面没有应用过ICEM CFD的同伙懂得重要的义务:111如下图:1:白色的物体是我们须要划分网格的,但是它异常不规矩.2:这时刻你必定想:怎么这个不规矩呢,如果它是一个方朴直正的外形多好(例如红色的谁人外形)01111于是有了如许一种思惟:1:对于异型,我们用一种规矩外形去描写它.2:或者说:假如目标外形异常庞杂,我们就用许多规矩的,简略的外形单元合成在一路,去描写它.之后,将网格划分的设置,做到规矩外形上.最后,这些规矩,经由过程最初的“描写”关系,主动的“映射”到本来的庞杂外形上——问题就得到懂得决ICEM CFD恰是应用了这种思惟.如下是一个三通管,在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后,选择如下图:03111如下:1:代表工作空间里的实体2:代表某实体的子实体,可以掌握它们的开关状况3:掌握显示的地方04下面须要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体.这个真实的物体的外形由我们导入的外形来界说.——我们导入的外形其实不是真实的实体.这个概念要清楚.但是往后根本上不会对这个真实的实体作什么操纵.这种处理方法主如果为工作空间内有多个物体的时刻预备的.051:点击“创建Body”2.3:点选这两个点4:于是创建出一个叫“Body”的实体操纵中,左键选择,中键确认,右键完成并退出——相似的操纵办法许多地方用到,要多演习,往后就不特殊说清楚明了06下面须要创建我们最须要的器械:谁人“规矩的外形”ICEM CFD里,这个实体叫 Block可以如下方法创建之:07留意到我们如今多了一个黑框,怎么样,够规矩吧?呵呵,开个打趣.还必须对这个黑框进行须要的“裁剪”之后才干用来“描写”我们的目标实体0809修剪Block实体的第一步是一个益智的工作:我们无妨简略绘制一下计谋:因为我们的现实物体像一个变形的“T”形,是以,无妨就用“T”来变形.最后要保存的部分用圆圈暗示,不要得部分用“X”.如下图:10如图:1:选择“Split”对象2:应用默认的第一个办法3:选择“选线”按钮4:在Block的黑线上选择,并“切”出一条黑线.5.6.7.8.9:以此类推.11最后的成果应当相似下图121:选择“Delete Block”2:选择“选择B lock”按钮3:删除不须要的部分.13得到相似的图形:14开端调节点的地位:1:选择“Move 极点”2:选择默认办法3:选择“多选”——填补一个,我们一向应用Y向视图!5:将Y固定掉落4:选择“选择点对象”6:之后调节Block的极点,到相似下图的地位15留意到在每个Pip的弯处,Block与Pip不克不及很好的贴合,这是因为我们的Block照样光滑.是以,须要持续“Split”现有的Block,并持续调节Block的极点.办法就是反复上面的步调,这里就不罗嗦了.细分和调节后的图形相似下图,当然寻求完美的同伙还可以持续细分——不过须要掌控一个度的问题,因为细分得太多,也就掉去“用简略描写庞杂”这个动身点了.16下面要做的是从Block到Pip的“对应关系指定”工作.——尽管现有已经有了描写Pip的Block,但一些细节的地方,须要手工指定它们的对应关系,在庞杂模子中尤为如斯.因为尽管软件有很大程度的智能,但它毕竟无法完整的主动的剖析出我们须要的对应关系来.关于指定“对应关系”的演习,最好请同伙们按照ICEM CFD 自带的教程来做几回.特殊是调节Block的极点技能,和往后流体盘算的网格质量有很大关系,不熟习的同伙须要补补课了.如下图:我们须要将Block上的这四个边同Pip三通处的衔接部分“绑定”在一路.相当于告知软件:“往后这四条边就代表了这两条圆弧哦!”17办法如下:1:选择“Associate”2:选择“Edge to Curve”——Edge是Block上的,Curve是Pip 上的3:选择Edges——留意这时必须要多选.4:再选择“Curve”——这时刻也要多选5:中键确认后,留意到已经制订了对应关系的边变成绿色.18下一步就可以应用主动指定的功效了:1:选择“Associate”2:选择主动捕获3:肯定4:留意到如今Block已经“完美”的包裹住Pip19别的,要将三个管口的Block的Edge和Pip的Curve“指定”对应关系,办法就和上面指定衔接处的时刻一样.请大家自行操纵了.20之后,就可以设定Mesh的参数了.1:打开实体参数设定窗口2:MaxSize设置为5——偏向对了今后往后可以调节到更小.3:HeightRetio设置为0.64:确认21激活适才的设置,为Pre-Mesh做预备1:选择“Pre-Mesh 参数”2:默认更新所有设置3:确认22预览Mesh:1:设置为实体状况2:显示设置的推举选项,同伙们可以自行调节3:成果应当和右图相似23关怀一下Mesh质量:1:打开Mesh质量检讨2:选择“Angle”——有许多种评价网格质量的办法,我比较爱好这个3:右键点选不睬想的部分4:选择“Show”5:这些单元格是今朝的设置情形下,不太幻想的地方24有许多种办法改良单元格的质量比方我在Bolock上,响应的地方添加了一条线,调节的地位后,从新应用一次“主动包裹”——办法同前面的讲述再次更新Pre-Mesh参数后,审查质量,适才的不良已经清除.25重要提醒:1:在制造Block的时刻,Block极点的地位,Bolock细分的后果,都可以在如许的轮回操纵中得到直不雅的成果.2:划分网格,我小我认为无外乎两步:一个清楚的思绪,和不竭的优化.前者须要见多识广,后者须要耐烦细心.假如是做构造剖析,在这一步可以打住了,直接生成最终的单元格文件即可;但做流体的同伙还须要持续:做流体的鸿沟层.1:创见O型格也是一种Split2:选择创建O型格3:选择所有的格体4:选择出.进口(不须要O型构造的面)26不雅察个中一个口:1:绿色的线是本来Block的Edge(因为我们本来制订了它和Pip上物理启齿的对应关系所以变成了绿色)2:小一点的黑色线,代表了往后的O型格体——ICEM CFD创建O型格的工作仍是在Block上开展的.27在O型格上设置鸿沟层的参数1:打开参数设置2:设置“线参数”3:选择一条衔接O型和边沿的联线4:往后鸿沟层为六层,是以格点为75:接近外缘的厚度暂定为0.2——往后可以调剂6:选择“复制参数”的功效7:将这个设置复制到所有相似的线上个中MeshLaw设置很有意思,同往后的求解器,液体属性等均有关系.有兴致的同伙本身去研讨了.我选择的是“Exponential1”28留意到此时O型到边沿的距离,就是我们方才设置了曾数等信息的那条黑线,还比较长是以,做如下修正:1:选择修正Block1.5:选择修正边长2:选择须要修正的边3:输入距离(留意“绝对距离”和“相对距离”的不同)29可以从新勾选“Pre-Mesh”留意到如今已经有O型构造了.30后续的工作中: 1:可以在“Pre-Mesh”上右键,选择“转换为非构造化网格”2:可以应用菜单项,输入须要后续剖析的软件的对应格局.3132结论:1:Ansys 的WB,对ICEM CFD的集成今朝(至少我应用的版本),其实不完美.譬如ZCCBEST同伙提出的若何保持参数化的问题,我也不知道是否能实现.但我想第一,ICEM CFD是异常棒的Mesh对象,重要照样用在庞杂模子的Mesh上,并且着重于Mesh本身.举例说,我用Maya制造的庞杂模子,也可以在ICEM CFD中进行网格划分,并且生成的BLOCK文件可以被单独的保管下来,往后假如修正不大,则直接挪用BLOCK文件,反复应用之即可(当然一般要做一些小的修正).第二:今天或许不克不及实现某些我们愿望的功效,并不是明天不成.我想来论坛的同伙更多的是抱着进修的目标,所以请临时把软件的瑕疵放一放,而不竭地,毫无偏看法去进步本身第三:从Ansys近两年的成长看,我信任我们期望的那些宜用功效,肯定会被完美.比方就我知道的:Ansys正在斟酌将Ansoft,Fluent等才收购的重量级软件也集成到WB中来.是以,我建议大家,在“幻想状况”到来前,不竭地进修进修再进修,从而争夺领先一步,步步领先!2:回想我所发的几个教程,其实很大程度上是想为同伙们抛砖引玉,引诱不熟习仿真软件的同伙懂得这个范畴——毕竟我们在这方面也太落伍了,许多行业根本没有这种意思.同伙们或许为不合的公司打工,但往后的临盆,何尝不都是用的我们中国人的资本.能勤俭点是一点,于公于私都不无大利——至少我们要知道可以怎么样将这些器械用于我们的设计吧.是以我真心的建议大家配合扶植这个板块,忘我的交换日常的心得,真正达到配合进步的目标.唉,不当心写多了.忘却了“少说多做”的原则,但想到确切是发自肺腑的文字,不忍删除,就以之与同伙们共勉吧——好累,抽根烟先!。
流体机械结构化网格流体机械是指利用流体力学原理转换机械能的设备,如泵、水轮机、风力发电机等。
为了对流体机械进行仿真和优化设计,在计算流体力学(CFD)中,需要对流体机械进行结构化网格的建立。
结构化网格是由规则、有序的网格单元构成的网格,网格单元之间的连接关系易于描述,适合用于边界条件的设定和问题的求解。
对于流体机械,结构化网格可以更准确地模拟流体流动的特性,提高计算结果的准确性。
本文将介绍流体机械结构化网格的建立方法。
首先,流体机械结构化网格的建立首先要确定流动区域的几何形状,包括叶轮、叶片等。
可以使用CAD软件对流动区域进行绘制,并将其导出为标准格式(如STEP、IGES)的文件。
然后,使用网格生成软件,如ANSYSICEMCFD、GAMBIT等,将几何模型导入进行后续的网格划分。
其次,进行网格划分时需要根据流体机械流动的特性进行设计。
对于轴对称的叶轮,可以采用旋转体对称法进行网格划分,保证计算时的对称性。
对于多叶片叶轮,可以采用斜叶片法进行网格划分,保证流线在叶轮上的分布均匀。
另外,要根据流体机械的尺寸、速度等参数确定网格尺寸的设置,过细的网格会增加计算量,过粗的网格会损失较多的信息,影响计算精度。
通常采用网格划分的自动化方法,根据预设的网格尺寸进行划分,并进行适当的网格尺寸修正。
然后,进行网格的连接和连接关系的设定。
对于旋转体对称的叶轮,可以通过复制旋转体的方式进行网格连接。
对于多叶片叶轮,需要确定叶片之间的连接关系,保证网格整体的连续性。
在连接过程中,可以通过调整网格的节点位置,保证相邻网格之间的连接平滑。
连接完成后,可以导入流体机械的边界条件,如叶轮的入口、出口条件,以及叶片表面的壁面条件。
最后,进行网格的质量检查和修正。
质量检查可以通过软件自带的质量评估工具进行,对网格中的不良单元(如扭曲单元、翻转单元)进行标记。
对于标记出的不良单元,可以通过调整网格节点位置、重新设定网格尺寸等方法进行修正,使得整个网格质量达到要求。
ICEM CFD结构网格加密方法ICEM CFD是一款专业的计算流体动力学(CFD)预处理软件,它能够生成高质量的结构网格,为复杂的流动问题提供数值模拟的基础。
在进行CFD模拟时,合适的网格加密方法对结果的准确性和计算效率起着至关重要的作用。
本文将介绍ICEM CFD中常用的结构网格加密方法,包括均匀加密、区域加密和边界层加密。
均匀加密均匀加密是一种简单而常用的网格加密方法。
它通过将网格划分为均匀的小单元来增加网格的密度。
在ICEM CFD中,可以通过调整网格划分的参数来实现均匀加密。
具体包括设置网格单元的尺寸和划分的方向等。
通过增加网格单元的数量和缩小网格单元的尺寸,可以获得更加密集的网格,从而提高模拟的精度。
不过需要注意的是,过于密集的网格可能会增加计算的复杂度和耗费更多的计算资源。
区域加密区域加密是一种局部加密的方法,它可以在感兴趣的区域内增加网格的密度。
在处理复杂流动问题时,通常存在一些关键区域,如物体表面和流动边界等,需要更加精细的网格划分。
ICEM CFD提供了一种区域加密的功能,可以通过选定关键区域并调整网格划分的参数来实现。
例如,可以增加关键区域内网格单元的数量或缩小网格单元的尺寸,从而增加网格的密度。
区域加密可以在保证计算效率的同时,提高模拟结果的准确性。
边界层加密边界层加密是一种重要的网格加密方法,特别适用于处理物体表面附近的流动问题。
在物体表面附近的流动区域,流动速度和梯度变化较大,需要更加细致的网格划分来准确模拟这种变化。
ICEM CFD通过边界层加密功能,可以生成更加密集的网格,以更好地捕捉边界层的流动特性。
边界层加密可以通过设置边界层的厚度和层数来实现。
通过增加边界层的网格单元数量和缩小网格单元尺寸,可以更好地模拟边界层的细节。
不过,需要注意的是,过度加密的边界层可能会使计算时间大幅增加,需要在准确性和计算效率之间进行权衡。
总结在ICEM CFD中,结构网格加密是提高CFD模拟精度和计算效率的重要手段。
WorkBench ICEM CFD 网格区分初教之阳早格格创做111AnsysWB里集成了一个非常要害的工具:ICEM CFD.它是一个建模、区分网格的集成工具,功能非常强盛.尔也不过蜻蜓面火的用了频频,感觉真真非常棒,往日逢到搀纯的模型,用过几个区分网格的工具.然而那是尔感触最便当战最具效用的.网格区分很大程度上做用着后绝的仿真分解——疑赖诸位皆有所体验.而ICEM CFD特天少于区分六里体网格,疑赖无论是结构大概流体(天然铁别是流体),皆市得益于它的能力.ICEM CFD建模的本收不敢阿谀,然而区分网格真真有其独到之处.教程开初前,做一个简朴的本理介绍,圆里不使用过ICEM CFD的伙伴明黑主要的任务:111如下图:1:红色的物体是咱们需要区分网格的,然而是它非常不准则.2:那时间您一定念:怎么那个不准则呢,假如它是一个圆圆正正的形状多佳(比圆红色的那个形状)01111于是有了那样一种思维:1:对付于同型,咱们用一种准则形状去形貌它.2:大概者道:如果目标形状非常搀纯,咱们便用很多准则的,简朴的形状单元合成正在所有,去形貌它.之后,将网格区分的树立,搞到准则形状上.末尾,那些准则,通过最初的“形貌”闭系,自动的“映射”到本先的搀纯形状上——问题便得到了办理!!!ICEM CFD正是使用了那种思维.如下是一个三通管,正在ProE里搞得02正在ProE内里间接开用WB加进WB后,采用如下图:03111如下:1:代表处事空间里的真体2:代表某真体的子真体,不妨统造它们的开闭状态3:统造隐现的场合04底下需要创造一个Body真体那个真体代表了真正在的物体.那个真正在的物体的形状由咱们导进的形状去定义.——咱们导进的形状本去不是真正在的真体.那个观念要收会.然而是以后基础上不会对付那个真正在的真体做什么支配.那种处理办法主假如为处事空间内有多个物体的时间准备的.051:面打“创造Body”2、3:面选那二个面4:于是创造出一个喊“Body”的真体支配中,左键采用,中键确认,左键完毕并退出——类似的支配要收很多场合用到,要多训练,以后便不特天证明黑06底下需要创造咱们最需要的物品:那个“准则的形状”ICEM CFD里,那个真体喊 Block不妨如下办法创造之:07注意到咱们当前多了一个乌框,怎么样,够准则吧?呵呵,开个玩笑.还必须对付那个乌框举止需要的“裁剪”之后才搞用去“形貌”咱们的目标真体0809建剪Block真体的第一步是一个益智的处事:咱们无妨简朴画造一下战术:果为咱们的本量物体像一个变形的“T”形,果此,无妨便用“T”去变形.末尾要死存的部分用圆圈表示,不要得部分用“X”.如下图:10如图:1:采用“Split”工具2:使用默认的第一个要收3:采用“选线”按钮4:正在Block的乌线上采用,并“切”出一条乌线.5、6、7、8、9:以此类推.11末尾的截止该当类似下图121:采用“Delete Block”2:采用“采用Block”按钮3:简略不需要的部分.13得到类似的图形:14开初安排面的位子:1:采用“Move 顶面”2:采用默认要收3:采用“多选”——补充一个,咱们背去使用Y背视图!5:将Y牢固掉4:采用“采用面工具”6:之后安排Block的顶面,到类似下图的位子15注意到正在每个Pip的直处,Block与Pip不克不迭很佳的揭合,那是果为咱们的Block仍旧细糙.果此,需要继承“Split”现有的Block,并继承安排Block 的顶面.要收便是沉复上头的步调,那里便不罗嗦了.细分战安排后的图形类似下图,天然探供完好的伙伴还不妨继承细分——不过需要掌控一个度的问题,果为细分得太多,也便得去“用简朴形貌搀纯”那个出收面了.16底下要搞的是从Block到Pip的“对付应闭系指定”处事.——纵然现有已经有了形貌Pip的Block,然而一些细节的场合,需要脚工指定它们的对付应闭系,正在搀纯模型中尤为如许.果为纵然硬件有很大程度的智能,然而它到底无法真足的自动的分解出咱们需要的对付应闭系去.闭于指定“对付应闭系”的训练,最佳请伙伴们依照ICEM CFD 自戴的教程去搞频频.特天是安排Block的顶面本收,战以后流体估计的网格品量有很大闭系,不认识的伙伴需要补补课了.如下图:咱们需要将Block上的那四个边共Pip三通处的对接部分“绑定”正在所有.相称于报告硬件:“以后那四条边便代表了那二条圆弧哦!”17要收如下:1:采用“Associate”2:采用“Edge to Curve”——Edge是Block上的,Curve是Pip上的3:采用Edges——注意那时必须要多选.4:再采用“Curve”——那时间也要多选5:中键确认后,注意到已经造定了对付应闭系的边形成绿色.18下一步便不妨使用自动指定的功能了:1:采用“Associate”2:采用自动捕获3:决定4:注意到当前Block已经“完好”的包裹住Pip19其余,要将三个管心的Block的Edge战Pip的Curve“指定”对付应闭系,要收便战上头指定对接处的时间一般.请大家自止支配了.20之后,便不妨设定Mesh的参数了.1:挨开真体参数设定窗心2:MaxSize树立为5——目标对付了以去以后不妨安排到更小.3:HeightRetio树立为0.64:确认21激活刚刚才的树立,为Pre-Mesh搞准备1:采用“Pre-Mesh 参数”2:默认革新所有树立3:确认22预览Mesh:1:树立为真体状态2:隐现树立的推荐选项,伙伴们不妨自止安排3:截止该当战左图类似23闭心一下Mesh品量:1:挨开Mesh品量查看2:采用“Angle”——有很多种评介网格品量的要收,尔比较喜欢那个3:左键面选不睬念的部分4:采用“Show”5:那些单元格是姑且的树立情况下,不太理念的场合24有很多种要收革新单元格的品量比圆尔正在Bolock上,相映的场合增加了一条线,安排的位子后,从新使用一次“自动包裹”——要收共前里的道述再次革新Pre-Mesh参数后,检察品量,刚刚才的不良已经与消.25要害提示:1:正在创造Block的时间,Block顶面的位子,Bolock细分的效验,皆不妨正在那样的循环支配中得到曲瞅的截止.2:区分网格,尔部分感触无中乎二步:一个浑晰的思路,战不竭的劣化.前者需要睹多识广,后者需要耐性留神.如果是搞结构分解,正在那一步不妨挨住了,间接死成最后的单元格文献即可;然而搞流体的伙伴还需要继承:搞流体的鸿沟层.1:创睹O型格也是一种Split2:采用创造O型格3:采用所有的格体4:采用出、出心(不需要O型结构的里)26瞅察其中一个心:1:绿色的线是本先Block的Edge(果为咱们本先造定了它战Pip上物理开心的对付应闭系所以形成了绿色)2:小一面的乌色线,代表了以后的O型格体!!!——ICEM CFD创造O型格的处事仍是正在Block上开展的.27正在O型格上树立鸿沟层的参数1:挨开参数树立2:树立“线参数”3:采用一条对接O型战边沿的联线4:以后鸿沟层为六层,果此格面为75:靠拢中缘的薄度久定为0.2——以后不妨安排6:采用“复造参数”的功能7:将那个树立复造到所有类似的线上其中MeshLaw树立很蓄意义,共以后的供解器,液体属性等均有闭系.有兴趣的伙伴自己去钻研了.尔采用的是“Exponential1”28注意到此时O型到边沿的距离,便是咱们刚刚刚刚树立了曾数等疑息的那条乌线,还比较少果此,搞如下建改:1:采用建改Block1.5:采用建改边少2:采用需要建改的边3:输进距离(注意“千万于距离”战“相对付距离”的不共)29不妨从新勾选“Pre-Mesh”注意到当前已经有O型结构了.30后绝的处事中:1:不妨正在“Pre-Mesh”上左键,采用“变换为非结构化网格”2:不妨使用菜单项,输进需要后绝分解的硬件的对付应要收.3132论断:1:Ansys 的WB,对付ICEM CFD的集成姑且(起码尔使用的版本),本去不完好.譬如ZCCBEST伙伴提出的怎么样脆持参数化的问题,尔也不相识是可能真止.然而尔念第一,ICEM CFD利害常棒的Mesh工具,主要仍旧用正在搀纯模型的Mesh上,而且偏偏沉于Mesh自己.举例道,尔用Maya创造的搀纯模型,也不妨正在ICEM CFD中举止网格区分,而且死成的BLOCK文献不妨被单独的死存下去,以后如果建改不大,则间接调用BLOCK文献,沉复利用之即可(天然普遍要搞一些小的建改).第二:即日大概许不克不迭真止某些咱们憧憬的功能,并不是来日诰日不可.尔念去论坛的伙伴更多的是抱着教习的脚段,所以请姑且把硬件的瑕疵搁一搁,而不竭天,毫无偏偏睹天去普及自己第三:从Ansys近二年的死少瞅,尔疑赖咱们憧憬的那些宜用功能,肯定会被完备.比便当尔相识的:Ansys正正在思量将Ansoft,Fluent等才支买的沉量级硬件也集成到WB中去.果此,尔提议大家,正在“理念状态”到去前,不竭天教习教习再教习,进而争与超过一步,步步超过!2:回瞅尔所收的几个教程,本去很大程度上是念为伙伴们举一反三,带收不认识仿真硬件的伙伴相识那个范围——到底咱们正在那圆里也太降后了,很多止业基础不那种意义.伙伴们大概许为分歧的公司挨工,然而以后的死产,何尝不皆是用的咱们华夏人的资材.能俭朴面是一面,于公于公皆不无大利——起码咱们要相识不妨怎么样将那些物品用于咱们的安排吧.果此尔忠心的提议大家共共建造那个板块,无公的接流凡是的心得,真真达到共共普及的脚段.唉,不留神写多了.记记了“少道多搞”的准则,然而料到真真是收自肺腑的笔墨,不忍简略,便以之与伙伴们共勉吧!!!——佳乏,抽根烟先!。
PHOENICS 软件培训网络问答总汇1.CFD软件简介2.PHOENICS界面入门3.模型编辑界面的控制面板图一4.模型编辑界面的控制面板图二5.计算结果查看界面的控制面板图6.模型编辑界面和计算结果查看界面的通用界面图7.PHOENICS入门简介(英文版)-18.PHOENICS入门简介(英文版)-29.PHOENICS入门简介(英文版)-310.PHOENICS入门简介(英文版)-411.PHOENICS入门简介(英文版)-512.PHOENICS入门简介(英文版)-613.PHOENICS入门简介(英文版)-714.PHOENICS入门简介(英文版)-815.PHOENICS入门简介(英文版)-916.PHOENICS入门简介(英文版)-1017.Pro/E与PHOENICS的传输18.PHOENICS 中的湍流模型19.PHOENICS 中对化学反应过程的处理20.PHOENICS 中的辐射模型21.PHOENICS 中的燃烧模型22.PHOENICS 中的多相流模型23.PHOENICS 对非正交物体的自动贴体网格处理24.PHOENICS 的局部网格加细技术25.PHOENICS 燃烧模拟例题库26.PHOENICS 的应用领域27.PHOENICS模块应用28.关于Q1文件的应用29.GROUP19的使用30.PHOENICS软件的COFFUS模块中所用变量的含义31.PHOENICS程序应用-理论基础部分32.有限差分法/有限元方法/有限体积法33.非结构网格和结构网格到底哪个好34.物理模型与数学模型在概念上的区别35.出口物体中系数(coefficient)的选取36.turbulence convergence 37.关于局部加细技术和NULL物体使用38.Phoenics 中PARSOL技术的应用39.如何编译Plant40.PHOENICS中EPKE这个变量的含义41.phoenics3.5中,Objects中的Null的意思42.phoenics如何安装43.PLANT功能使用44.如何才能成为CFD高手45.如果你想买PHOENICS46..在计算时,收敛的判断是各个变量的err%都要小于0.1%才行47.PLANT和GROUND功能的简单说明48.关于选择能量方程的讨论49.BLOCKAGE的属性自定义设置问题50.PHOENICS编辑界面背景颜色的变换51.Q1文件的组成52..正版phoenics3.5的安装步骤53.如何inlet的速度分布54.关于PHOENICS收敛的话题55.有关BFC的问题56.关于迭代次数的一个问题57.为什么流场计算的最后一个网格的速度U 总是058.phoenic3.5安装在winxp下可以吗59.将phoenics装在其他盘下的情况60.对于大空间建筑如何保证流场的对称61.关于导入图形的问题62.我用PHOENICS的体会与收获63.如何画等值线(利用photon)64.有关phoenics中流场初始化的问题65.有关斜面设置的问题讨论66.有关多孔物体的设置67.有关出口流量的设置问题68.关PATCH(name,PROFIL,NX/2,NX/2,NY/2,NY/2 ,NZ/2,NZ/2,1,LSTEP)69.设置进口压力的方法70.设置固体的两种方法71.有关湿度问题的问答72.两种不同流体的换热器耦合问题73.有关源相设置的问题74.RElAX(LTLS,FALSDT,1.00000E+00)是什么意思?是如何设置的75.有关object attribute里设置系数的选项76.温度设置中static/tota选项的区别77.关于出口条件的设置78.在Q1文件中的某些项,在VR中对应什么设置79.PHOENICS文件夹下各子文件夹的内容80.如何设置自己想要的材料81.ProE与PHOENICS82.Y400的运行83.phoenics3.684.PHOENICS读取AUTOCAD 文件步骤85.Phoenics86.壁面定律来计算运动粘度87.关于phoenics的有关研究论文88.u型管下土壤内温度场的变化情况89.怎样设置入口的ke和ep90.固液两相流动的数值模拟方法及其在管道输送中的应用*91.PHOENICS 中的湍流模型92.柱坐标下的数据如何用telplot画93.在tecplot中实现图像重叠的方法94.请教多重网格(Multigrid)问题95.PLANT和GROUND功能的简单说明96.关于选择能量方程的讨论97.相关词汇翻译1.CFD软件简介之一英文名称CFD,主要用于解决工程中的流体和传热问题,目前比较好的CFD软件有:Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD,除了Fluent是美国公司软件外,其它三个都是英国公司的产品。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具:ICEM CFD。
它是一个建模、划分网格的集成工具,功能非常强大。
我也只是蜻蜓点水的用了几次,感觉确实非常棒,以前遇到复杂的模型,用过几个划分网格的工具。
但这是我觉得最方便和最具效率的。
网格划分很大程度上影响着后续的仿真分析——相信各位都有所体会。
而ICEM CFD特别长于划分六面体网格,相信无论是结构或流体(当然铁别是流体),都会得益于它的威力。
ICEM CFD建模的能力不敢恭维,但划分网格确实有其独到之处。
教程开始前,作一个简单的原理介绍,方面没有使用过ICEM CFD的朋友理解主要的任务:111如下图:1:白色的物体是我们需要划分网格的,但是它非常不规则。
2:这时候你一定想:怎么这个不规则呢,要是它是一个方方正正的形状多好(例如红色的那个形状)01111于是有了这样一种思想:1:对于异型,我们用一种规则形状去描述它。
2:或者说:如果目标形状非常复杂,我们就用很多规则的,简单的形状单元合成在一起,去描述它。
之后,将网格划分的设置,做到规则形状上。
最后,这些规则,通过最初的“描述”关系,自动的“映射”到原先的复杂形状上——问题就得到了解决!!!ICEM CFD正是使用了这种思想。
如下是一个三通管,在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后,选择如下图:03111如下:1:代表工作空间里的实体2:代表某实体的子实体,可以控制它们的开关状态3:控制显示的地方04下面需要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体。
这个真实的物体的外形由我们导入的外形来定义。
——我们导入的外形并不是真实的实体。
这个概念要清楚。
但是今后基本上不会对这个真实的实体作什么操作。
这种处理方式主要是为工作空间内有多个物体的时候准备的。
051:点击“创建Body”2、3:点选这两个点4:于是创建出一个叫“Body”的实体操作中,左键选择,中键确认,右键完成并退出——类似的操作方法很多地方用到,要多练习,今后就不特别说明了06下面需要创建我们最需要的东西:那个“规则的形状”ICEM CFD里,这个实体叫 Block可以如下方式创建之:07注意到我们现在多了一个黑框,怎么样,够规则吧?呵呵,开个玩笑。
CFD网格的分类,如果按照构成形式分,可以分为结构化和非结构化结构化:只能有六面体一种网格单元,六面体顾名思义,也就是有六个面,但这里要区分一下六面体和长方体。
长方体(也就是所有边都是两两正交的六面体)是最理想完美的六面体网格。
但如果边边不是正交,一般就说网格单元有扭曲(skewed).但绝大多数情况下,是不可能得到完全没有扭曲的六面体网格的。
一般用skewness来评估网格的质量,sknewness=V/(a*b*c).这里V是网格的体积,a,b,c是六面体长,宽和斜边。
sknewness越接近1,网格质量就越好。
很明显对于长方体,sknewness=1.那些扭曲很厉害的网格,sknewness很小。
一般说如果所有网格sknewness>0.1也就可以了。
结构化网格是有分区的。
简单说就是每一个六面体单元是有它的坐标的,这些坐标用,分区号码(B),I,J,K四个数字代表的。
区和区之间有数据交换。
比如一个单元,它的属性是B=1, I=2,J=3,K=4。
其实整个结构化单元的概念就是CFD计算从物理空间到计算空间mapping的概念。
I,J,K可以认为是空间x,y,z 在结构化网格结构中的变量。
三维网技术论坛! p9 T0 u2 z+ @, i6 c非机构化:可以是多种形状,四面体(也就三角的形状),六面体,棱形。
对任何网格,都是希望网格单元越规则越好,比如六面体希望是长方形,对于四面体,高质量的四面体网格就是正四面体。
sknewness的概念这里同样适用,sknewness越小,网格形状相比正方形或者正四面体就越扭曲。
越接近1就越好。
很明显非结构化网格也可以是六面体,但非结构化六面体网格没有什么B,IJK的概念,他们就是充满整个空间。
对于复杂形状,结构化网格比较难以生成。
主要是生成时候要建立拓扑,拓扑是个外来词,英语是topology,所以不要试图从字面上来理解它的意思。
其实拓扑就是指一种有点和线组成的结构。
工人建房子,需要先搭房粱,立房柱子,然后再砌砖头。
拓扑其实就是房子的结构。
这么理解拓扑比较容易些,以后认识多了,就能彻底通了。
生成结构化网格的软件gridgen,icem等等都是需要你去建立拓扑,也就是结构,然后软件好根据你的机构来建立网格,或者砌砖头,呵呵。
非结构化网格的生成相对简单,四面体网格基本就是简单的填充。
非结构化六面体网格生成还有些复杂的。
但仍然比结构化的建立拓扑简单多。
比如gambit的非结构化六面体网格是建立在从一个面到另外一个面扫描(sweep)的基础上的。
Numeca公司的hexpress的非结构化六面体网格是用的一种吸附的方法。
反正你还是要花点功夫。
另外一点就是,结构化网格可以直接应与于各种非结构化网格的CFD软件,比如你在gridgen里面生成了一个结构化网格,用fluent读入就可以了。
fluent是非结构化网格CFD软件,它会忽略那些结构化网格的结构信息(也就是B,I,J,K),当成简单的非结构网格读入。
非结构化六面体网格就不能用在结构化网格的CFD求解器了结构化网格仍然是CFD工程师的首选。
非结构化六面体网格也还凑合,四面体网格我就不喜欢了。
数量多,计算慢,后处理难看。
简单说,如果非结构化即快又好,结构化网格早就被淘汰了。
总结一下,结构化六面体:建立拓扑(所有软件gridgen,icem什么的都是一种拓扑概念,界面不一样罢了),生成网格非结构化六面体:学习软件,gambit用扫描方法,hexpress用吸附方法,按照步骤就行了。
非结构化四面体:简单,看两页教程,搞定,就是简单填充,没什么技术含量!三维网技术论坛) z9 F9 N* `; y" I' l其他非结构化网格,棱形等等:学习软件,按照步骤,很容易。
不管用什么网格软件,我们最好有比较扎实的CAD(pro/e, solidworks, UG什么的)基础。
熟练的CAD技术太重要了。
mesh*******************************************************************************结构化网格的拓扑结构具有严格的有序性。
网格的定位能够用空间上的三个指标i,j,k识别,且网格单元之间的拓扑连接关系是简单的i,j,k递增或递减的关系,在计算过程中不需要存储它的拓扑结构。
当流动区域易于被结构化网格所剖分、流动结构不需要作自适应处理时,结构化网格仍被研究者乐于采用。
非结构化网格是一种无规则随机的网格结构,网格的定位只能用一维变量识别,网格的拓扑连接关系是无规则的,需要在网格生成过程中存储网格的拓扑结构,这意味着非结构化网格对计算存储需求量大。
但利用非结构化网格易于剖分具有复杂边界的流动区域,且在计算过程中可以在流场变化剧烈的区域内随意加密网格,故非结构化网格成为近十年以来计算流体动力学研究的热点之一。
网格和单元的基本概念---说简单其实不简单哦前记:首先说明,和一般的有限元或者计算力学的教材不一样,本人也不打算去抄袭别人的著作,下面的连载是一个阶段的学习或者专业感悟集大成,可以说深入浅出,也可以说浅薄之极——如果你认为浅薄,很好,说明我理解透了,也祝贺你理解透了!好了,废话少说,书归正传。
无论是CSD(计算结构力学)、CTD(计算热力学)还是CFD(计算流体动力学)——我们统一称之为工程物理数值计算技术。
支撑这个体系的4大要素就是:材料本构、网格、边界和荷载(荷载问题可以理解为数学物理方程的初值问题),当然,如果把求解技术也看作一个要素,则也可以称之为5大要素。
网格是一门复杂的边缘学科,是几何拓补学和力学的杂交问题,也是支撑数值计算的前提保证。
本番连载不做任何网格理论的探讨(网格理论是纯粹的数学理论),仅限于尽量简单化的应用技术揭秘。
三维网技术论坛( b2 d7 `5 `# x5 {- `网格出现的思想源于离散化求解思想,离散化把连续求解域离散为若干有限的子区域,分别求解各个子区域的物理变量,各个子区域相邻连续与协调,从而达到整个变量场的协调与连续。
离散网格仅仅是物理量的一个“表征符号”,网格是有形的,但被离散对象既可以是有形的(各类固体),也可以是无形的(热传导、气体),最关键的核心在于网格背后隐藏的数学物理列式,因此,简单点说,看得见的网格离散是形式,而看不见的物理量离散才是本质核心。
三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa2 n+ T% ]. B5 W" m 对计算结构力学问题,网格剖分主要包含几个内容:杆系单元剖分(梁、杆、索、弹簧等)、二维板壳剖分(曲面或者平面单元)、三维实体剖分(非结构化全六面体网格、四面体网格、金字塔网格、结构化六面体网格、混合网格等),计算热力学和计算流体动力学的网格绝大部分是三维问题。
对于CAE工程师而言,任何复杂问题域最终均直接表现为网格的堆砌,工程师的任务等同于上帝造人的过程,网格是一个机体,承载着灵魂(材料本构、网格、边界和荷载),求解技术则是一个思维过程。
网格基本要素是由最基本的节点(node)、单元线(edge)、单元面(face)、单元体(body)构成,实质上,线、面、体只不过是为了让网格看起来更加直观,在分析求解过程中,线、面、体本质上并没有起多大的作用,数值离散的落脚点在节点(node)上,所有的物理变量均转化为节点变量实现连续和传递。
在所有的CAE环境下,网格的基本要素均可以直接构成,但对于复杂问题而言,这是一个在操作上很难实现的事情,因此,基于几何要素的网格划分技术成为现代网格剖分应用的支点,和网格基本要素完全相同,对应的几何要素分别称之为点(point)、线(curve)、面(surface)和实体(solid)。
数值离散求解器是不能识别几何元素的,要对其添加“饲料”,工程师必须对几何元素进行“精加工”,因此,从这个意义上来说,网格剖分的本质就是把几何要素转换为若干离散的元素组,这些元素组堆砌成形态上近似逼近原有几何域的简单网格集合体。
因此,这里说明了一个网格“加工”质量的基本判别标准——和几何元素的拟合逼近程度,理论上,越逼近几何元素的网格质量越好,当然,几何逼近只是一个基本的判别标准,网格质量判别有一系列复杂的标准,后文详细阐述。
本篇将专门解释几个基本概念:点网格;一维线网格;二维三角形面网格、二维四边形面网格;三维四面体网格(tetrahedra)、三维金字塔单元(pyramid)、五面体单元(prism)、三维六面体单元(hexahedra);结构化网格(structural grid)、非结构化网格(nonstructural grid)、混合网格(blend grid)。
需要专门说明的是,网格(grid & net)不等同于单元(element),单元是基于有限元思想的一个专用名词,而网格则是网格理论体系下的专用称呼,当网格用于有限元分析的时候,便可以转而称为线单元、面单元、实体单元,因此两者的本质差别在于,单元具有物理意义,一般具有特定的物理列式,而网格只是纯粹几何意义上的基本元素。
! m5 b/ Z8 `; |1 Y8 A( o点网格主要针对CSD中的质量单元和CTD中的点状热源,通过对几何point直接mesh生成,应用较为简单,属性也较为简单,一般仅仅包含质量特性或者温度特性。
值得一提的是,在考虑行波效应的振动分析中,质量单元常被妙用,作为基底无限大质量块,巧妙地将加速度激励转变为力激励,从而达到可以多点施加激励的作用。
一维线网格主要针对计算结构力学问题,主要针对基本的桁架(truss)、梁(frame or beam)、索(cable)、连杆(link)和弹簧(spring)等工程单元。
需要特别说明的是,link实际上没有具体的工程构件对号入座(不等同于机械工程的连杆),只是一种单元节点物理量协调的边界单元,常用一维线网格描述。
对于梁系单元,理论上通过杆件轴长方向的node描述其物理量变化,node越多,描述相对越精确,对于常用的梁、杆通常达到6~9个节点就具备足够的工程精度(可以捕捉到关键截面位置的力学响应)。
一维单元可以根据内力变化随意加密局部网格点。
从工程意义上来说,通过加密网格节点,完全可以替代高次一维单元。
需要注意的是,杆系构件的一维网格并不是一味的追求增加剖分节点,对于桁架(truss)或者拉索(cable),当划分成多节点一维网格时,如果构件缺少初始刚度(一般是初始张拉刚度),则中间节点会由于缺少转动自由度约束,而形成类似铰链的机构运动,导致计算失败。
而弹簧或者link则只需要两个网格节点便可以完全描述其物理特性,这是最简单的一维网格单元。